【正文】 以進(jìn)一步加大管網(wǎng)的供水量保持壓力穩(wěn)定。如果該臺調(diào)速泵調(diào)到最大供水量 (即對應(yīng)于 50Hz的最高頻率 )仍達(dá)不到壓力給定值，則延時一段時間 (避免瞬時干擾信號 )控制第一臺水泵進(jìn)入工頻運(yùn)行，變頻器頻率從 50Hz迅速下降到 OHz，同時使第二臺泵變頻啟動，如水壓仍不能滿足要求，則 重復(fù)上述過程啟動第三臺泵。 ⑥ PLC用隔離變壓器、低壓電器以及控制柜 可編程控制器 (PLC)選型 可編程控制器（ Programmable Logic Controller）是計算機(jī)技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。對于風(fēng)機(jī)，泵類等平方轉(zhuǎn)矩，低速負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇普通功能型的變頻器。若以電動機(jī)額定電流為依據(jù)來選擇變頻器的容量，留有富裕量太大，造成經(jīng)濟(jì)上浪費(fèi)，而可靠性并沒有因此而得到提高。因此在深埋式的地下泵站可優(yōu)先考慮立式泵，半地下式和地面式泵站可用臥式泵。由于電位器設(shè)置在齒輪傳動機(jī)構(gòu)上，因此當(dāng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)中的扇形齒輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時，固定在扇形齒輪軸上的電刷也相應(yīng)地在滑線電阻上滑行，從而使被測壓力的變化轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，傳至二次儀表上，指示出相應(yīng)的壓力值，同時現(xiàn)場儀表也指示相應(yīng)的壓力值。 address code 缺水保護(hù)電路？ 當(dāng)水池水位偏低時，應(yīng)停止供水，否則水泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，長時間會損壞水泵。在該場合，為使 P動作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用 PD控制。增益取大時，響應(yīng)快，但過大將產(chǎn)生振蕩。我們?nèi)?。iT ＝ iFT ； 39。對有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用 P動作控制。 22 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 3 M a y 20 0 8 S he e t o f F i l e : E : \ 2 00 8 年畢業(yè)論文 \ d e v i n 的畢業(yè)設(shè)計 \ G r a d ua t i on T h e s i s \系統(tǒng)接線 P R O T E L 圖 \系統(tǒng)接線圖 .d dbD r a w n B y:L1FUL2L3RSTUVWS T FRTSDFUOLACSE1 0E10254GNDFRA540Q S1Q S3K M5Q S4K M4K M3K M6Q S2K M1K M2FR3M3M1FR1M2FR2頻率設(shè)定壓力變送器接 P L C 圖 42 系統(tǒng)電氣控制主電路圖 Fig42 The main electric circle of electrical control system 系統(tǒng)控制電路？不清楚 如圖 43為系統(tǒng)控制電路圖，圖中 SA為手動 /自動轉(zhuǎn)換開關(guān)， SA打在 1位置為手動控制狀態(tài)，打在 2的位置為自動控制狀態(tài)。因為在儀表內(nèi)部設(shè)置一 個 滑線電阻式發(fā)送器，故可把被測值以電量值傳至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的二次儀表上 ， 以實(shí)現(xiàn)集中檢測和遠(yuǎn)距離控制。 電動機(jī) 的選型 工作水泵型號和臺數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)逐時、逐日、逐季的用水量變化，要求的水壓，機(jī)組的效率和功率因素等確定。隨著電動機(jī)極數(shù)的增多，電動機(jī)額定電流增大。 變頻器選型 變頻器的選擇包括變頻器的型式選擇、容量選擇和變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選擇三個方面。設(shè)計中可設(shè)置為變頻自啟動方式，在電源恢復(fù)后， PLC控制報警器報警，然后按自動運(yùn)行方式變頻啟動水泵，直到穩(wěn)定地運(yùn)行在給定水壓值。當(dāng)消防用水完畢后，水流檢測器常開觸點(diǎn)斷開或者手動按下消防水泵停止按鈕，則重新進(jìn)入試機(jī)循環(huán)?；馂?zāi)結(jié)束后，三臺水泵再改為生活供水使用。遠(yuǎn)傳壓力表將主水管網(wǎng)壓力信號 經(jīng) PLC的擴(kuò)展模塊 PID運(yùn)算送給變頻器？ ，并給出信號直接控制水泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手 /自動切換及就地 /集中等工作。？ 信號檢測 在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括水壓信號、液位信號和報警信號 : （ 1）水壓信號 :它反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。 因此，供水系統(tǒng)變頻的實(shí)質(zhì)是異步電動機(jī)的變頻調(diào)速。閥門控制法是通過調(diào)節(jié)閥門開度的大小來調(diào)節(jié)流量，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變。 全揚(yáng)程 全揚(yáng)程也稱為總揚(yáng)程或水泵揚(yáng)程，全揚(yáng)程是說明水泵的泵水能力的物理量。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻器、可編程控制器、各種傳感器等組成。 定壓水箱需占用較大空間，需要專門的地點(diǎn)來放置。 圖 11 傳統(tǒng)供水機(jī)泵示意圖 圖 12 變頻調(diào)速供水機(jī)泵示 Fig11 Diagram of traditional machine pump Fig12 Diagram of frequency conversion pump 變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的 [9]。保持管網(wǎng)的水壓恒定供水，可使供水和用水之間保持平衡，不但提高了供水的產(chǎn)量和質(zhì)量，也確保了供水生產(chǎn) 以及電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性。Ⅰ 畢業(yè)論文（設(shè)計） 變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的設(shè)計 The Design of Variablefrequency Governing System with the Constant Pressure Water Supply 姓 名 學(xué) 號： 系 別： 物 電 系 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 年 級： 指導(dǎo)教師： 摘要 隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提 高；再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè) 計高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。 本設(shè)計采用簡單實(shí)用的 PLC和變頻調(diào)速技術(shù)，集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體去改造傳統(tǒng)的城市高樓供水系統(tǒng)。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動控制、起制動控制、壓頻比控制及各種保護(hù)功能。 高位定壓水箱系統(tǒng)的控制靠投入泵的臺數(shù)來調(diào)節(jié)，但這種調(diào)節(jié)方式不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水泵長期偏離高效區(qū)域工作，效率低下。本文研究的目標(biāo)是對恒壓控制技術(shù)給予提升，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能效果進(jìn)一步提高，操作更加簡捷，故障報警及時迅速。包括把水從水池的水面上揚(yáng)到最高水位所需的 能量，以及克服管阻所需的能量和保持流速所需的能量，符號是 HT。其實(shí)質(zhì)是通過改變水路中的阻力大小來改變流量，因此，管阻特性將隨閥門開度的改變而改變，但揚(yáng)程特性不變。異步電動機(jī)的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的 [17]。此信號是模擬信號，讀入 PLC時，需進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 人機(jī)界面 人機(jī)界面是人與機(jī)器進(jìn)行信息交流的場所。當(dāng)在運(yùn)行的水泵全速運(yùn)行，還未達(dá)到給定壓力時，變頻運(yùn)行的水泵被切換到工頻運(yùn)行，變頻 器將啟動另一臺泵 (即采用軟啟動 )。 生活供水系統(tǒng)工作原理 安裝于生活供水管道上的 壓力變送器將管網(wǎng)壓力檢測值轉(zhuǎn)換為 420mA 的電信號送入變頻器的？ ， 一般情況下由上位 PC機(jī)給定生活管 網(wǎng)壓力 ，然后與壓力傳感器所測管網(wǎng)實(shí)際壓力進(jìn)行比較，將差值送人變頻器內(nèi)置 PID進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生一個偏差信號去控制變頻器的輸出頻率，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速使管網(wǎng)壓力恒定。 控制系統(tǒng)設(shè)有手 /自動切換開關(guān)。為防止變 頻器 50Hz驅(qū)動與市電 50Hz驅(qū)動時電機(jī)輸出功率不同而造成反復(fù)加泵 /減泵現(xiàn)象，程序中加泵 /減泵的切換點(diǎn)設(shè)置為不是剛好等于設(shè)定值，加泵時壓力值為“設(shè)定值 △”，減泵時判斷點(diǎn)為“設(shè)定值 +△。其總的原則是首先保證可靠地滿足工藝要 求，再盡可能節(jié)省資金。變頻器的容量選擇不能以電動機(jī)額定電流為依據(jù)。 水泵和電 動機(jī)是供水系統(tǒng)的重要組成部分，水泵選擇恰當(dāng)與否和動力費(fèi)用有很大的關(guān)系，故須加以重視。此外， YTT150型差動遠(yuǎn)傳壓力表既可對所測壓力作現(xiàn)場指示又能轉(zhuǎn)換為 0～ 10mA?DC或 4～ 20mA?DC的標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出，便于現(xiàn)場檢測。手動運(yùn)行時，可用按鈕 SB1SB8控制三臺水泵的啟 /停和電磁閥 YV2的通 /斷，自動運(yùn)行時，系統(tǒng)在 PLC程序控制下運(yùn)行，圖中的 HL10為自動運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。 對于 PD控制，發(fā)生偏差時，很快產(chǎn)生比單獨(dú) D動作還要大的操作量，以此抑制偏差的增加。 dd TT F? 式中帶（’）的量是調(diào)節(jié)器參數(shù)的實(shí)際值，不帶的為參數(shù)的刻度值。（） PID 設(shè)定值的調(diào)整 圖 51抑制超調(diào) 圖 52 加快響應(yīng)速度 Fig51Restrain overregulation Fig 52Speed up a quick response 28 圖 53抑制周期振蕩 1 圖 54抑制周期振蕩 2 Fig53Restrain periodic oscillations 1 Fig54 Restrain per。 PID 參數(shù)設(shè) 置 P增益： 設(shè)定范圍： ～ 這是操作量和偏差之間有比例關(guān)系的動作?？刂茖ο蠛蟹e分元件的負(fù)載場合，僅 P動作控制，有時由于此積分元件的作用，系統(tǒng)發(fā)生振蕩。 信號 名稱 地址編碼 輸入信號 手動和自動消防信號？ X000 供水啟動 X001 供水停止 X002 消防啟動？ X003 消防停止？ X004 水池水位下限信號 X005 水池水位上限信號 X006 壓 力設(shè)定（ 010V）？數(shù)字信號 X007 壓力變送器 1 X010 壓力變送器 2 X011 變頻器報警信號 X012 試燈按鈕？ X013 消報警按鈕 X014 手動 1水泵電機(jī) X015 手動 2水泵電機(jī) X016 手動 3水泵電機(jī) X017 1水泵電機(jī)過熱保護(hù) X020 2水泵電機(jī)過熱保護(hù) X021 3水泵電機(jī)過熱保護(hù) X022 信號 名稱 地址編碼 輸出信號 1水泵工頻運(yùn)行及指示燈 Y000 1水泵變頻運(yùn)行及指示燈 Y001 2水泵工頻 運(yùn)行及指示燈 Y002 24 2水泵變頻運(yùn)行及指示燈 Y003 3水泵工頻運(yùn)行及指示燈 Y004 3水泵變頻運(yùn)行及指示燈 Y005 生活 /消防供水轉(zhuǎn)換電磁閥 Y006 水池水位下限報警指示燈 Y007 軟啟動器？電源 Y010 火災(zāi)報警指示燈 Y011 報警電鈴 Y012 變頻器頻率復(fù)位控制 Y013 變頻器故障報警指示燈 Y014 1 泵的故障指示信號 Y021 2 泵的故障指示信號 Y022 3 泵的故障指示信號 Y023 送控制信號給變 頻器 Y024 表 輸入輸出點(diǎn)名稱及地址編碼 The name of I/O amp。儀表機(jī)械部分的作用原理與一般彈簧管壓力表相同。 安裝臥式離心泵的泵站，平面尺寸較大而高度較低；立式軸流泵的泵站，情況正好相反，泵站的高度較大而平面尺寸較小。這是因為，電動機(jī)的容量選擇在考慮最大負(fù)載，富裕系數(shù)，電動 機(jī)規(guī)格等因素，往往電動機(jī)的容量富裕較大，工業(yè)用電動機(jī)常常在 50%～ 60%額定負(fù)荷下運(yùn)行。變頻器類型的選擇要根據(jù)負(fù)載的要求進(jìn)行。 （區(qū)別） 16 系統(tǒng)硬件組成 根據(jù) ，得到該系統(tǒng)的電氣控制框圖如圖 41： 圖 41 變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Fig41 Electricial control system chart of the constant pressure water supply system with changing frequency and speed abilities 根據(jù)該框圖，系統(tǒng)所需的硬件有 : ① PLC及擴(kuò)展模塊 ②變頻器、水泵機(jī)組 ③人機(jī)界面（觸摸屏） ④軟啟動器或自耦變壓器 ⑤壓力傳感器、壓力變送器、 電接點(diǎn)壓力表 、水位傳感器。選擇自動工作方式時， PLC首先使第一臺給水泵變頻啟動，轉(zhuǎn)速從 0開始隨頻率的提高而上升，此時安裝在給水母管上的壓力變送器將母管壓力反饋給 PLC，與預(yù)先設(shè)定的給定壓力進(jìn)行比較，通過 PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，以維持水壓恒定，這種跟蹤調(diào)節(jié)是精確而平滑的，稱為細(xì)調(diào)節(jié)。當(dāng)用水量增大時，管網(wǎng)壓力下降，當(dāng)管網(wǎng)壓力下降到下限值時由變頻器輸出一個下限信號給 PLC?，PLC自動將第二臺水泵（ 2）投入變頻運(yùn)行，將原工作在變頻狀態(tài)下的第一臺水泵（ 1水泵）切換為工頻運(yùn)行，兩臺水泵運(yùn)行以加大管網(wǎng)的供水量保持壓力穩(wěn)定。 （ 2）當(dāng)水泵的功率較大時